国外星载大电流直流开关电源均流技术综述
2021-04-28方唱凯王卫国郭显鑫高波
方唱凯 王卫国 郭显鑫 高波
(1 兰州空间技术物理研究所,兰州 730000)(2 绍兴文理学院电气自动化系,浙江绍兴 312000)
卫星电源系统是卫星最基本的组成部分,其主要功能是为卫星正常运行提供稳定的电能供给,并对电能进行储存、分配和控制。随着通信、数据处理类设备如调制器、解调器、路由器、信号接收处理机等的发展,要求处理的数据量越来越大,数据处理的速度越来越快。设备所采用的FPGA、数字信号处理器(DSP)、CPU等核心芯片对供电电源的电压越来越低、电流越来越大——降低供电电压、提高供电电流才能提高这类芯片的工作频率。近年来,低电压大电流的FPGA芯片在宇航领域开始得到应用。最新应用到宇航领域的FPGA 为1.0 V,供电电流为二十几安培,对供电电源的要求为1.0 V/30 A。
国内某卫星某设备供电电源电压1.2 V,工作电流为8 A,峰值电流17 A——用电设备为FPGA。另有卫星某设备供电电源为3.5 V和5.4 V,工作电流分别为15 A和10 A,峰值电流分别为18 A和13 A。某卫星关键载荷要求28 V/70 A供电,保护电流要求90 A。空间站某设备电源要求5 V/60 A供电。
美国国家标准协会(ANSI)于2012年发布的标准ANSI / VITA 62.0《模块化电源标准(Modular Power Supply Standard)》[1],用于高速数据传输的通用计算机总线(VPX)机柜的电源模块接口P3、P4、P5、P6输出电流达到40 A。
大电流电源的应用需求随着航天器各设备电流容量的提高以及微处理器工作频率的提高而呈现逐渐上升的趋势。因此本文研究的重点是根据国外大电流并联均流电源的研究情况,提出通过采用并联电源系统,解决大电流、大功率供电问题,同时应用均流技术提高卫星电源系统可靠性的建议。……
